石化廠尾氣綜合回收系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種石化廠尾氣綜合回收系統，其特征在于：包括預處理系統（脫出雜質）、以及三組串聯的變壓吸附單元（分別獲得烯烴、烷烴、氫氣），每個變壓吸附單元由至少5臺并聯的吸附塔組成。本實用新型采用三組串聯的變壓吸附單元，塔內裝填各自專用吸附劑，工藝過程在DCS控制下自動完成。使石化廠尾氣中80%左右的最有價值的氣體成份作為化工原料或產品，實現石化廠尾氣綜合回收利用。該吸附裝置在常溫或低溫條件下運行，能耗低、流程短、自動化程度高、成本低、收率和產品純度高。烯烴收率≥90%，乙烯純度≥95%，氫氣收率≥90%，純度可達99.9%，烷烴收率≥95%。裝置處理尾氣量大適用于不同規模的石油化工廠。
【專利說明】石化廠尾氣綜合回收系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及尾氣回收利用領域，具體來講是一種石化廠尾氣綜合節能減排回收系統。
【背景技術】
[0002]石化廠尾氣是混合氣體，成分復雜，其中含有10-20%左右為N2、O2和CO2氣體，20-30%左右是H2, 30%左右為甲燒，30%左右為烴類(乙烯、丙烯、乙烷、丙烷)，其他成分微量。尾氣中80%左右為很有價值的化工原料成份。
[0003]過去石油化工廠把這些尾氣高空排放或用火炬燃燒掉，污染環境，現在還有不少企業把它當做廉價燃料，雖然減輕了污染，但也造成資源浪費。
[0004]把石化廠尾氣中有價值的氣體烯烴、氫氣和烷烴分離純化，H2可直接用于石化廠的加氫工藝，乙烯、丙烯就是基本的原料和產品，烷烴既是化工原料也是優質清潔燃料。
[0005]回收分離這些氣體有深冷分離、中冷油吸收、絡合吸收和膨脹機法，這些技術工藝和裝置復雜，設備投資大、能耗高、導致裝置經濟效益非常差。近十幾年發展了變壓吸附和膜吸收法也有應用，但因沒有高效的專用分離材料，有效成份回收效率低，能耗高、嚴重制約綜合回收利用石化廠尾氣有價值的氣體。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于克服現有工藝的不足，本實用新型進行改進，在此提供一種石化廠尾氣綜合高效回收、能耗低的系統；本專利采用三組串聯的變壓吸附單元，每個單元由多個吸附塔組成，塔內裝載各自專用吸附劑。
[0007]本實用新型是這樣實現的，構造一種石化廠尾氣綜合回收系統，其特征在于:包括預處理系統、以及三組串聯的變壓吸附單元，每個變壓吸附單元由多臺并聯的吸附塔組成，其中預處理系統連接換熱器，換熱器輸出端與第一變壓吸附單元連接，第一變壓吸附單元、第二變壓吸附單元以及第三變壓吸附單元成串聯連接。
[0008]根據本實用新型所述的石化廠尾氣綜合回收系統，其特征在于:每個變壓吸附單元由至少5臺并聯的吸附塔組成。
[0009]根據本實用新型所述的石化廠尾氣綜合回收系統，其特征在于:第一變壓吸附單元與第二變壓吸附單元之間以及第二變壓吸附單元與第三變壓吸附單元之間設置有緩沖罐；實施時，第一變壓吸附單元(或第二變壓吸附單元)出來的尾氣氣壓會不均勻，高低不一；緩沖罐起到進氣均勻的作用。
[0010]石化廠尾氣首是預處理脫除其中有害的雜質，滿足后續分離的要求，使預處理可由高溫吸附溶液吸收或是兩種方法的組合構成。
[0011]可以采用三組串聯方式實施；三組串聯的高壓吸附單元可分別每組獲得一種產品。三組串聯的高壓吸附可調整其串聯順序，降低產品生產能耗，且根據項目所在地市場情況，只回收利用石化廠尾氣氫氣或烯烴或烷烴，或其中任意的組合成份。采用吸附材料，一組單元即可達到要求的相應產品純度和收率。采用吸附材料，一組單元可回收其中的烴類(包括烯烴、烷烴)，用于石化生產的原料，再回收其中的甲烷生產天然氣，最后再回收其中的氫氣，使石化廠尾氣的綜合利用率達到80%以上。
[0012]本專利采用三組串聯的變壓吸附單元，每個單元由至少5臺吸附塔組成，塔內裝載各自專用吸附劑。全部吸收純化尾氣中所含80%左右的最有價值的氣體成份作為化工原料或產品，實現綜合回收利用。該吸附裝置在常溫或低溫條件下運行，能耗低、流程短、自動化程度高、成本低、收率和產品純度高。烯烴收率≥ 90%-95%，乙烯純度≥ 99%，氫氣收率≥90%-95%，純度可達99.9%,烷烴收率≥95%。裝置處理尾氣量大從500-50000Nm3/h適用于不同規模的石油化工廠。
[0013]本實用新型的有益效果在于:本實用新型在此提供一種石化廠尾氣綜合回收系統，利用該系統從石油化工廠排放的尾氣中綜合回收化工原料；該系統采用三組串聯的變壓吸附單元，每個吸附單元由至少5臺吸附塔并聯組成。第一組吸附凈化尾氣中的乙烯、丙烯是價值高的有機化工原料；第二組吸附凈化氫氣，也是石化廠加氫工藝需要專門制造的原料；第三吸附凈化的是甲烷，既是基本化工原料，也是優質清潔燃料。本專利烯烴收率大于90%，乙烯純度80-99%，氫氣收率≥99.5%,甲烷收率≥95%，純度90_99%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1從石化廠尾氣中綜合回收化工原料工藝流程圖
[0015]圖2是本實用新型石化廠尾氣綜合回收系統結構示意圖
[0016]圖中:1、預處理系統2、第一變壓吸附單元，2、第二變壓吸附單元，3、第三變壓吸附單元，4、第三變壓吸附單元，5、吸附塔，6、換熱器，7、緩沖罐。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖1-2對本實用新型進行詳細描述:
[0018]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0019]本實用新型在此提供一種石化廠尾氣綜合回收系統，包括預處理系統1、以及三組串聯的變壓吸附單元2、3、4，每個變壓吸附單元由至少5臺并聯的吸附塔5組成，其中預處理系統I連接換熱器6，換熱器6輸出端與第一變壓吸附單元連接2，第一變壓吸附單元2、第二變壓吸附單元3以及第三變壓吸附單元4成串聯連接。
[0020]第一變壓吸附單元2與第二變壓吸附單元3之間以及第二變壓吸附單元3與第三變壓吸附單元4之間設置有緩沖罐7。
[0021]一種從石化廠尾氣中利用變壓吸附技術(PSA)綜合回收尾氣中烯烴、H2和烷烴技術，回收三種最有價值的化工原料或產品占尾氣總量的80%左右，其過程包括第一單元變壓吸附分離，通過塔中專用吸附劑吸附烯烴氣體，包括乙烯、丙烯、少量丁烯，用抽真空法解析。
[0022]把第一組吸附塔的尾氣，送入第二組變壓吸附塔，該吸附塔裝載氫氣專用吸附劑，吸附的非氫氣雜質用抽真空方法解析出來。
[0023]把經過第二組變壓吸附塔的尾氣送入第三組吸附塔，本塔中裝載烷烴專用吸附劑，吸附的烷烴用抽真空的方法解析出來。[0024]石化廠尾氣在進行變壓吸附之前要進行預處理，即脫出對吸附劑有害的酸性氣體、水汽等。
[0025]每種化工原料的吸收、吸附塔使用各自專用的吸附劑。
[0026]解析出來的烯烴、氫氣、烷烴還要分別進行后處理，通過精脫雜質單元以成為高純度化工原料或產品。
[0027]經三個單元綜合回收后的尾氣，有化工利用價值和污染作用的成份很少，余下的只是和空氣成份相同的02、N2和CO2，所以第三單元吸附后的尾氣排空。
[0028]把經過預處理的尾氣混合氣體送入第一變壓吸附單元，分離出乙烯、丙烯。該單元由至少5臺并聯的吸附塔組成，其中的吸附劑是烯烴專用的，抽真空獲得的乙烯、丙烯解析氣一部分作為產品的置換氣，大部分送入后處理單元精脫雜質輸出。
[0029]把前一單元吸附過烯烴的尾氣送入第二吸附單元，該單元的吸附過程與前一單元相同，只是吸附劑是氫氣專用吸附劑。通過抽真空獲得解析氣，該單元氫氣回收率> 95%，經精脫處理后純度可達99.9%。
[0030]把經過第二吸附單元吸附過氫氣的尾氣送入第三吸附單元，這時的尾氣富含烷烴。第三吸附單元塔內裝載烷烴專用吸附劑，吸附過程與前兩個單元相同，通過抽真空解析出甲烷，少量乙、丙烷，其回收率達95%以上，經過后處理純度可達99%，直接送出利用或再加工。
[0031]經過三個單元吸附后的尾氣大部分為空氣成份的02、N2和CO2，有機物成份已是微量，無污染，直接排空。
【權利要求】
1.一種石化廠尾氣綜合回收系統，其特征在于:包括預處理系統(I)、以及三組串聯的變壓吸附單元(2、3、4)，每個變壓吸附單元由多臺并聯的吸附塔(5)組成，其中預處理系統(1)連接換熱器(6)，換熱器(6)輸出端與第一變壓吸附單元連接(2)，第一變壓吸附單元(2)、第二變壓吸附單元(3)以及第三變壓吸附單元(4)成串聯連接。
2.根據權利要求1所述的石化廠尾氣綜合回收系統，其特征在于:每個變壓吸附單元由至少5臺并聯的吸附塔(5)組成。
3.根據權利要求1所述的石化廠尾氣綜合回收系統，其特征在于:第一變壓吸附單元(2)與第二變壓吸附單元(3)之間以及第二變壓吸附單元(3)與第三變壓吸附單元(4)之間設置有緩沖罐(7)。
【文檔編號】C07C7/12GK203507776SQ201320671272
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】余蘭金, 蘭治淮, 劉清源, 鄭勇 申請人:四川省達科特能源科技有限公司